ром Ni-002, снабженным воздушным демпфером. Использование в компенсато-
рах демпферов магнитно-индукционного типа может привести к возрастанию
погрешностей, вызванных влиянием магнитных полей, хотя подобных исследова-
ний до настоящего времени не проводилось.
Переменные магнитные поля в подземных горных выработках могут наво-
диться электрическими кабелями, прокладываемыми вдоль стенок выработок,
а также троллейным проводом. Влияние
этих полей на положение ЧЭ компенса-
торов приборов может служить источником погрешностей маркшейдерско-геоде-
зических измерений при подземном строительстве.
Необходимо отметить, что погрешности, вызванные воздействием магнитных
полей на ЧЭ, характерны только для приборов с механическими и оптико-механи-
ческими компенсаторами. Маркшейдерско-геодезическим приборам с ЖК такой
источник погрешностей, как влияние постоянных
и переменных магнитных по-
лей, в принципе вообще не свойственен. Поэтому в лазерных приборах, содержа-
щих электрические цепи для питания излучателя и создающих электромагнитные
поля, предпочтительнее использовать ЖК. Эти рекомендации тем более справед-
ливы для приборов, используемых при подземных съемках. Многими исследова-
телями как в нашей стране [3, 7, 18, 27], так и за рубежом [48],
разработаны пред-
ложения по использованию ЖК в лазерных приборах, некоторые приборы такого
рода были уже рассмотрены в пп. 1.2.
1.5. Оценка надежности маркшейдерско-геодезических приборов
c компенсаторами
Приборы, используемые при подземном строительстве, должны обладать до-
статочной надежностью, причем, учитывая специфику съемочных работ в этих
условиях, их надежность должна быть выше, чем при строительстве на земной
поверхности. Воспользуемся некоторыми положениями теории надежности в це-
лях обоснования оптимального типа компенсатора для маркшейдерско-геодези-
ческих приборов. Основными понятиями теории являются надежность и отказ.
Под надежностью подразумевается свойство технического объекта сохранять во
времени способность выполнять требуемые функции; отказ заключается в нару-
шении работоспособности объекта [4].
Отказы классифицируются по причинам их возникновения,
из которых ос-
новными являются: конструктивные ошибки и недоработки, снижающие надеж-
ность объекта, в том числе неудачная компоновка узлов, возможность воздействия
влаги, проникновения абразивных частиц (пыли) и др. Причинами возникнове-
ния отказов могут быть также производственные недостатки в виде скрытых де-
фектов некачественной обработки, сборки и т. д., неправильная эксплуатация
и особо
тяжелые условия работы. Возможны также деградационные отказы вслед-
ствие усталости и естественного старения.
Отказы по характеру их устранения делят на перемежающиеся (при само-
восстановлении объекта) и окончательные, то есть требующие ремонта объекта.
Возможность устранения отказов позволяет делить их на устраняемые или неуст-
раняемые. К последним относят случаи, когда невозможно восстановить
работос-
пособность объекта в результате ремонта. Соответственно различают следующие
временные понятия: наработку до первого отказа или время безотказной работы,
ресурс и срок службы. Ресурс – это суммарная наработка от начала эксплуатации
технического объекта (или после его ремонта) до перехода в нерабочее (предель-
ное) состояние, а под сроком службы понимается календарная продолжительность
эксплуатации.
Наибольший
интерес для рассматриваемого случая представляют отказы по
конструктивным признакам, поскольку правильный выбор таких важных узлов
маркшейдерско-геодезических приборов, как компенсаторы углов наклона, может
играть определяющую роль в надежности всего прибора.
Теоретические исследования надежности технических объектов могут осно-
вываться на различных математических моделях, определяющих характер распре-
деления наработки до первого отказа. Вероятность безотказной
работы объекта в
виде сложной системы, включающей
элементов, определяется на основе гамма-
распределения при
целом (распределение Эрланга):
!
)(
)exp(
0
1
0
0)(
i
t
tP
i
r
i
t
O
O
6
, (1.5.1)
где
0
1
0
t
m
O
;
0
t
m
– математическое ожидание на момент времени
0
t
.
Математическое ожидание наработки до отказа
0
O
r
m
t
. (1.5.2)
Дисперсия наработки до отказа
2
0
2
O
V
r
t
. (1.5.3)
Поскольку в маркшейдерско-геодезических приборах отказ одного элемента
(узла), например, фокусирующего устройства зрительной трубы нивелира, явля-
ется независимым от отказа другого узла, например, призменной системы его уров-
ня, то их отказы можно рассматривать как независимые случайные события. Со-
ответственно, вероятность безотказной работы отдельного узла маркшейдерско-
геодезического прибора является независимым случайным
событием, тогда